魔芋葡甘露聚糖对中式香肠品质及凝胶特性的影响

李晓毓1,曹莹莹2,耿雪晴1,李昆1,徐子豪1,杨森1,姚婷3*

1(黄山学院 生命与环境科学学院,安徽 黄山,245041)2(兰州理工大学 生命科学与工程学院,甘肃 兰州,730050) 3(黄山学院现代教育技术中心,安徽 黄山,245041)

摘 要 该文主要探讨魔芋葡甘露聚糖(konjac glucomannan, KGM)作为脂肪替代品对中式香肠品质及凝胶特性的影响。将不同量的KGM(添加量(质量分数)为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%)添加于中式香肠中,通过比较低脂香肠与普通香肠在蒸煮损失、脂肪含量、蛋白质含量、感官评价等方面的差异,确定KGM最佳添加量;在此基础上,提取对肉糜类制品的质构特性起主要作用的肌球蛋白,与不同比例的KGM制成混合凝胶,借助红外光谱、荧光光谱以及扫描电镜技术分析其存在状态和分子构象的变化,探讨KGM对凝胶特性的影响。结果表明,添加KGM的香肠样品蒸煮损失明显减小,香肠中脂肪含量降低,蛋白质含量增加,综合感官评定及整体接受性得出,KGM最佳添加量(质量分数)为1.5%;红外、荧光以及电镜分析表明,添加KGM对肌球蛋白凝胶形成影响显著,KGM与肌球蛋白间形成了新的氢键,从而结合形成稳定而致密的网状结构,其中KGM添加量(质量分数)为1.5%时结构最为致密。

关键词 魔芋葡甘露聚糖(KGM);脂肪替代品;中式香肠;品质;表征分析

第一作者:李晓毓(硕士,副教授)和曹莹莹(博士,副教授)为共同第一作者(姚婷副教授为通讯作者,E-mail:yting@hsu.edu.cn)。

基金项目:安徽省高校自然科学研究项目(KJ2013B270);安徽省大学生创新创业项目(AH201610375024); 国家大学生创新创业训练计划项目 (201610375037,201810375008,201810375037);黄山学院自然科学基金项目(2015xkj011)

收稿日期:2018-09-29,改回日期:2018-11-15

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.018934

脂肪是人体营养所必需的,但摄入过多可能带来肥胖、脂肪肝、高血脂等危害[1-2],低脂/无脂食品逐渐受到人们的喜爱。在肉制品生产中,低脂肉制品已成为一种发展趋势。将脂肪替代品魔芋葡甘露聚糖(konjac glucomannan,KGM)应用于低脂肉制品中具有与传统肉制品相似的感官性状,但在人体内被消化释放的能量又比天然油脂少或者不被消化,既降低了传统肉制品的脂肪含量又弥补了口味的损失,同时预防了疾病的发生,有着广阔的发展前景[3]

KGM是一种天然、安全、营养、且具有减肥、降血脂等生理功能的食品添加剂,被认为是天然的脂肪代替物,具有很好的改善肉制品品质的作用。陈洁等[4]发现KGM的加入改善了重组火腿的物性,使其咀嚼性降低,弹性改善;倪学文等[5]在混合肉糜添加不同量KGM可明显改善肉糜的质构特性和凝胶特性;刘虎成等[6]用复配魔芋胶部分代替肉制品中的脂肪可使其外观、口感、持水性等各方面达到模拟高脂肉制品的要求;孙姣林等[7]用魔芋精粉-猪皮浆-淀粉制备混合凝胶50%替代肥肉丁生产中式香肠取得较好的效果;扶庆权等[8]将魔芋复配胶0.6%加入香肠类产品中,产品质构有明显提升;CHIN等[9]利用魔芋粉-淀粉共混物作为脂肪替代品用于香肠中,香肠感官品质无不良影响,脂肪含量从30%下降到2%。目前,关于KGM的研究多集中在物性学分析、感官评价方面[4-13],深入探讨KGM与蛋白质作用机制、改变食品物性的机理等研究较少。

在肌肉与肌原纤维蛋白层面探讨KGM与蛋白质作用机制的研究常受限于其复杂的体系,因此针对单体蛋白的基础研究非常必要。占肉总重15%~22%的肌肉蛋白主要有三类:肌浆蛋白(水溶性蛋白)、肌原纤维蛋白(盐溶性蛋白)和基质蛋白(不溶性蛋白)。肌球蛋白是肌肉中含量最高也是最重要的蛋白质,约占肌原纤维蛋白质的50%~55%,占肌肉总蛋白质的1/3,具有很好的凝胶能力,在加热或者高压下发生变性聚集形成凝胶,从而影响到肉制品的质构、外观和出品率,被认为是在肉制品质构特性中起主要作用的蛋白质[14-15]。基于此,本文以KGM作为脂肪替代品应用于中式香肠中,通过比较与普通肉制品在颜色、蒸煮损失、脂肪含量、蛋白质含量、感官评价等方面的变化确定KGM最佳添加量;同时在此基础上提取对肉糜类制品的质构特性起主要作用的肌球蛋白,将不同配比的KGM与肌球蛋白混合制成凝胶,利用红外光谱、荧光分析、扫描电镜等技术,从肌球蛋白分子结构/构象变化和各种化学作用力对凝胶形成贡献的角度,探讨KGM对中式香肠中肌球蛋白热凝胶形成的具体作用,为低脂凝胶类肉制品的开发提供理论指导和技术支持。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

材料:新鲜猪肉,购于黄山市大润发超市;KGM(食品级),符合国家食品添加剂标准要求。

试剂:NaOH,K2HPO4,KH2PO4,KCl,乙二胺四乙酸(EDTA),焦磷酸钠,哌嗪-1,4-二乙磺酸(PIPES),Na2HPO4,(NH4)2SO4,上海国药集团,所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

台式高速离心机(TG16-WS型),上海卢湘仪离心机仪器有限公司;HH6-数显恒温水浴锅,江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;电子分析天平(AUY220型),日本岛津;扫描电镜(S-3400N型),日本日立公司;荧光光谱仪(F-4500型),日本日立公司;傅立叶红外光谱仪(Nicolet 380型),美国Nicolet公司。

1.3 方法

1.3.1 中式香肠的制备

试验设6个处理组,均采用相同加工工艺,流程如下:称取新鲜猪肉十斤,瘦肉与肥肉的质量比为7∶3。 将瘦、肥肉分别切成小丁,肥肉切丁后用温水洗净滤干。将白酒(60°大曲酒100 g)、白砂糖(150 g)、食盐(100 g)、生抽(100 g)等调料放入盆中,倒入肥肉丁搅拌均匀,腌制1~2h,再放入瘦肉一起搅拌均匀。最后放在绞肉机(孔径:1~1.2 cm)内绞碎。分别加入质量分数为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%和2.5%的KGM与瘦肉和肥肉丁搅拌均匀;灌肠(猪肠衣)后置于日光下曝晒,烘烤,自然风干。

1.3.2 蒸煮损失的测定

香肠经过蒸煮过